静压钢板桩支护在城市污水管道工程中的应用

王 骏 李仁民 陈晓凤

(1.中铁上海工程局市政工程有限公司，上海 200000; 2.东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096;3.南京东大岩土工程技术有限公司，江苏 南京 210096)

0 引言

从20世纪60年代开始，随着经济的高速发展，各类基础设施工程建设中桩基工程施工所带来的振动和噪声等建设公害问题引起了社会各界的高度关注。静压植桩机是一种无振动、无噪声的液压式压拔桩机[1，2]，静压植桩机机体轻小，易于施工狭窄地段或超低空间地段，辅助水刀或螺旋钻适用于多种地质[3]，广泛适用于各类复杂环境的预制桩施工。

本文介绍了静压植桩机在某城市工程中的应用。

1 工程概况

鼓楼区金川河流域2011年街巷污水管道工程——马家街、芦席营污水管道，总长1 499 m(其中D1 000污水顶管约1 017 m，顶管工作井7座，顶管接收井4座)，分马家街、芦席营两段。其中马家街W2-W1段顶管长71 m，采用D1 000钢筋混凝土管顶管。顶管中线与4层居民楼房较近。最近距离为1.84 m。管道埋深4.33 m。工程采用静压钢板桩对4层民居进行加固，在墙边线1 000 mm，打设拉森桩，总桩长9 m。加固范围见图1，加固剖面见图2。

工程地质情况见图3。

2 工程施工条件

1)工程要求无振动，无噪声施工(靠近民房)(见图4);

2)施工场地上空有通信线，需近距离施工(见图5);

3)钢板桩距离民房围墙仅0.8 m;

4)需保证居民出入畅通。

3 机械选择

根据本工程实际情况，普通的静压机无法施工，因此采用静压植桩机AT90打设钢板桩。

图1 施工平面示意图

图2 施工剖面示意图

图3 工程地质图

静压植桩机对于普通静压桩机具有如下优点:机体轻小，易于施工狭窄地段或超低空间地段，自走压入阶段无需配重，节约造价，可以辅助水刀或螺旋钻，适用于多种地质。

图4 周围环境图

图5 场地上空通信线

打桩机技术参数:

1)静压植桩机。最大压入力:800 kN(82 t)。最大拔出力:900 kN(92 t)。压入速度:1.5 m/min ～35.5 m/min。拔出速度:1.5 m/min ～50.5 m/min。总质量:8 550 kg。

2)力单元。动力源:柴油引擎。额定输出:195 kW(265 ps)/1 800 min－1(高功率模式);175 kW(235 ps)/1 600 min－1(环保模式)。质量:7 300 kg。

3)反作用力基座及配重。反作用力基座质量:1 250 kg。配重:F铁块。

4 静压钢板桩施工

1)施工测控。

根据测控点进行钢板桩中心线、拐角点、端点线的测设，布置测控觇标。钢板桩测控点用木桩，竹杆及测量三角旗竖立明显标志，石灰、油漆等标识明显记号。

2)场地整理。

根据现场的实地踏勘情况，进场后首先应进行施工场地的整理工作，主要包括场地的清理及平整，为钢板桩到场后的吊装堆放及桩机进场后的就位作好充分的准备。场地平整及清理采用人工配合机械作业。

3)桩位测设。

根据桩的设计位置及测量控制网的布设，绘制出桩位图及测量放样资料，按照国家测量规范，在实地放出桩中心点，设立明显的标志，并标出桩的编号，在插桩时，桩的中心须与所放中心点吻合，确保桩位正确。

4)初期压桩。

工程初期，将静压植桩机水平设置于反作用力基座之上，根据土质条件、桩长，将反力重块放置于反作用力基座两侧，利用总重量作为反力压入第一根桩，之后静压植桩机自走前移，依次抓住植入的完成桩，当机身完全移到初期反力桩上后撤除反力重块及反作用力基座，完成初期压入(见图6)。桩压入过程中修正桩的角度非常困难，因此就位时应正确安放。第一根钢板桩插入地下时，必须保持位置及方向正确。开始要轻压，认真检查，若有偏差应及时纠正，必要时要拔出重压。桩的垂直度安排专人采用两台经纬仪进行监控，经纬仪应设置在不受打桩影响处，且大约互成90°的方向上，并经常加以整平，监测导架保持垂直，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整。初压时如果下沉量较大，宜采取轻压，随着沉桩加深，沉速减慢，压力逐渐增加。

5)自走压桩。

将压入桩压至规定深度后，使上机身向前运行，架设下一支桩，开始压入作业。当正在压入的桩的支撑力可以充分支撑静压植桩机的重量之时，将抓住反力桩的固定夹打开，在夹住压入桩的状态下，使上机身上升后，将基座向前移动到下一反作用力桩的位置，然后下降至反力桩上，在确认调整水平度后，关闭固定夹，完成构筑新的反力基础，然后将压入桩压入至规定的深度(见图7)。在整个压桩过程中，要使压杆、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心压力，以免管桩受弯。压桩较难下沉时，要检查桩架导杆有无倾斜偏心，桩身是否垂直，每根桩宜连续完成，以免难以继续下压。

图6 初期压桩

图7 自走压桩

6)安全监测。

压桩过程中应对周围建筑物采取安全监测预防措施，详细观察周围建筑物沉降、上升、位移情况，在建筑物上设置观察点，利用远处的固定水准点进行对比分析，从而确定沉降或上升情况。采用全站仪观测位移情况，发现有异常变化时，应立即停止施工，报告监理及设计单位，据不同情况进行综合分析，制订出合理的施工方案。

5 结语

本工程施工场地极为狭窄，周围环境复杂，采用静压植桩机进行钢板桩的施工，保证了工程的顺利实施，确保了居民楼的安全，发挥了无振动、无噪声的环保施工特性，将工程施工对周边环境的影响减少到了最低限度，且发挥了经济效益，降低了施工成本。

本工程的顺利实施为今后城市中类似工程提供了宝贵经验，也为今后钢板桩在基坑支护中的施工提供了一种可实施的施工工艺，扩大了钢板桩的应用范围。

[1] 罗 海，涂一行，谭 勇，等.现代静力压入桩基工法及应用前景探讨[J].地下空间与工程学报，2010，6(S1):1470-1475，1487.

[2] 潘 叶，王 燕.零距离、无噪声的自行式静压桩机在基坑围护中的运用[J].建筑施工，2007，29(4):237-239.

[3] 石原行博.压入工法:解决都市型建设问题的技术[J].地下空间与工程学报，2010，6(S2):1707-1713.